Forstå alt om hvordan solvarme fungerer, variasjonene og funksjonene til systemtyper

Brasil er et privilegert land når det gjelder heteslag da det ligger i den tropiske og ekvatoriale sonen, og har omtrent åtte timer direkte sollys per dag (basert på et årlig gjennomsnitt). Av denne grunn er det et utmerket marked for solcelleanlegg og for oppvarming av solvann ved bruk av solstråling (solvarme).

I motsetning til solcellsenergi, hvis arbeidsprinsipp er konvertering av solenergi til elektrisk energi, er solenergi en teknologi som gjør det mulig å konvertere solenergi til termisk energi, og fra det gir vannoppvarming i systemer bolig, bygg og kommersiell.

Konverteringen av elektromagnetisk stråling fra solen til termisk energi utføres av solfangere (eller paneler).

Det finnes flere typer samlere, med ulik effektivitet i energiomdannelse. For hvert formål er det en mer passende type samler, som det fremgår av følgende bilde:

Bilde: aquakent

Således, som det fremgår av bildet, er solvarmesystemer allsidige og kan brukes til å levere varmt vann til forskjellige funksjoner, for eksempel bassengoppvarming, støtte for sentralvarme, badevann og industri. På denne måten bidrar det til maksimale energibesparelser ved oppvarming av vann.

Hvordan det fungerer?

Overflaten på panelene har finner laget av kobber eller aluminium, ofte malt en mørk farge for større absorpsjon av solstråling. Dermed fanger disse finnene denne strålingen og forvandler den til varme. Varmen absorberes deretter av væsken som er tilstede i panelene, som deretter transporteres ved å pumpe gjennom isolerte rør, til den når varmtvannstanken (termisk reservoar eller kjele).

Varmtvannstanken består av isolasjonsmateriale, som forhindrer at vannet avkjøles, slik at varmt vann kan tilføres selv i perioder uten sol, for eksempel om natten.

Bilde: Soletrol (tilpasset)

Det er også et tilleggsoppvarmingssystem (som kan være elektrisk eller gass), som sørger for at det er varmt vann selv når solstrålingen ikke er nok til å varme det opp helt.

Komponenter

Generelt består det termiske solenergisystemet av følgende elementer:

Solcellepanel

De kan være ett eller flere paneler, som har den funksjonen å transformere den innfallende solstrålingen til termisk energi.

Solakkumulator (termisk reservoar)

Tank som reserverer varmt vann til den er nødvendig for bruk. Tankens størrelse må være kompatibel med boligens behov.

Hydraulisk krets

Rørledninger, sirkulasjonspumper og ventiler.

Sirkulasjonsgruppe

Den er en del av den hydrauliske kretsen, og har den funksjonen å sirkulere den termiske væsken gjennom rørene som kobler solcellepanelet til akkumulatortanken.

Kontroll senter

Kontroll- og reguleringselementer som sikrer at systemet fungerer korrekt.

Energistøtte

Komplementære varmesystemer som bare aktiveres når strålingen på panelene ikke var tilstrekkelig til å varme opp vannet.

Samlere

Som det var mulig å se på bildet om anvendeligheten til samlere, er det mer enn en type samler, og disse variasjonene har forskjellige effektiviteter, avhengig av formålet med bruken. La oss se de viktigste forskjellene mellom åpne flate samlere, lukkede flate samlere og vakuumrørsamlere:

Lukkede og åpne flate samlere

Hovedkomponentene i en lukket flatkollektor er:

Utvendig hus: vanligvis laget av aluminium. Den har funksjonen å støtte de andre komponentene.
Varmeisolasjon: funksjonen er å minimere varmetap til miljøet, vanligvis laget av glassull eller stein eller polyuretanskum.
Fløyte: rør koblet til hverandre som lar vann strømme inn i samleren, vanligvis laget av kobber.
Finner: ansvarlig for absorpsjon og overføring av solenergi til vann. De er laget av aluminium eller kobber og er malt svart for å øke absorpsjonen av stråling.
Dekning: vanligvis glass, polykarbonat eller akryl som tillater passering av solstråling, noe som minimerer varmetap.

Hovedforskjellen mellom den lukkede og åpne flateoppsamleren er at den åpne oppsamleren ikke har en ekstern boks, deksel og varmeisolasjon, noe som er mindre effektiv når det gjelder å varme opp vann til høyere temperaturer.

Bilde: Solenergisfære / Dasol

Rørformede vakuumfangere

Rørformede vakuumopsamlere har følgende hovedkomponenter:

Rør: Dette er vanligvis to konsentriske glassrør, med vann som strømmer gjennom dem. Mellom det indre og det ytre er det et vakuumlag som er ansvarlig for å minimere termiske tap.
Hode: rørene settes inn i hodet der vannet passerer. Den kan være laget av stål, aluminium eller kobber og belagt med noe varmeisolerende materiale.
Struktur: det er det som holder rørene i riktig posisjon for å fange solenergi og festet til hodet.

Bilde: Sfære solenergi

Sirkulasjon

Det er også to varianter av solvarmesystemer, som er differensiert av måten vann sirkulerer i systemet: systemet med termosyphonsirkulasjon og systemet med tvungen sirkulasjon.

Termosifon sirkulasjon

Denne typen system bruker fysikk for å fremme sirkulasjon av vann gratis, det vil si at den bruker termodynamikk og tyngdekraften, som får varmt vann til å stige naturlig til reservoaret og kaldt vann til å komme ned til solcellepanelet.

Dermed krever systemer med termosifonsirkulasjon ikke bruk av elektriske pumper, og er derfor billigere og enklere å installere. I noen tilfeller kan det være mindre effektivt enn tvungen sirkulasjon, i tillegg til at det kreves at reservoaret nødvendigvis er plassert over panelene.

Tvunget sirkulasjon

Tvungen sirkulasjonssystemer har vanligvis vanntanken atskilt fra panelene, slik at tanken kan plasseres på gulvnivå, og kan installeres i ethvert rom i huset, mens panelene vanligvis installeres på takene. I motsetning til sirkulasjonssystemer av termosyfon trenger tvangssirkulasjonssystemer vannpumper som er elektronisk styrt.

Installasjon

For installasjon av termiske solenergisystemer må noen punkter vurderes:

Installasjonsstedet må være trygt, det vil si at komponentene må installeres på et sted som mennesker og dyr ikke har lett tilgang, generelt sett på takene (taket);
Det anbefales å unngå å installere panelene på steder med total og / eller delvis skyggelegging;
Panelene må installeres så nær forbruksstedet som mulig.

bildekilde: Soletrol

Tilbakebetalingstiden for investering i termisk solenergi har en tendens til å variere, og forekommer vanligvis i et intervall som går fra 18 til 36 måneder. Levetiden til en solvarmer er beregnet til rundt 240 måneder, noe som gjør systemet veldig fordelaktig og økonomisk.

Fordi det bruker lite eller ofte ikke krever bruk av elektrisk energi for å varme opp vann, er systemet økonomisk, i tillegg til å være miljøvennlig, da det ikke genererer avfall utover platene og ikke forårsaker miljøskader. Det er også lovende i Brasil og i verden, ettersom det forårsaker minimale miljøpåvirkninger og reduserer karbonavtrykket til forbrukerne, som vil minimere sine utslipp ved å velge en måte å skaffe seg varmt vann ved å redusere strømforbruket.

Videoen utarbeidet av Soletrol , demonstrerer arbeidsprinsippet for solvarme og solfangere.

For å finne ut hvordan du installerer solcelleanlegg, få tilgang til vår installasjonsguide - men den guider deg bare om hvordan du installerer solcelleanlegg og ikke det termiske, forklart i denne artikkelen.